热-流-固耦合岩体三轴压缩实验数值模拟
Numerical Simulation of Triaxial Compression Experiment of Rock Mass Under Thermal-Fluid-Solid Coupling
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摘要: 为了探究岩体渗透特性与应力场和温度场之间的关系,进一步获得耦合条件下岩体的力学行为规律,在温度场、渗流场、应力场三场耦合条件下,对岩体进行不同围压梯度、不同Darcy渗透系数的三轴压缩实验的数值模拟研究。研究表明:围压是影响岩体渗透性的因素之一,在其他各场条件一致的工况下,围压越大,岩体的渗透性越低;作用于岩体的应力场对流经岩体的渗流场产生的影响比较明显,流经岩体的渗流场对岩体内部分布的温度场的影响占主导作用,但作用于岩体的应力场对岩体内部分布的温度场的影响并不十分显著;岩体在多场耦合条件下进行三轴压缩实验模拟,端部效应显著,边缘应力分布集中,岩体应力分布呈现上下对称分布状态。Abstract: To explore the relationship between permeability characteristics of rock mass and stress field and temperature field, the mechanical behavior law of rock mass under coupling conditions is further obtained. Under the coupling conditions of temperature field, seepage field and stress field, the numerical simulation of triaxial compression tests of rock mass with different confining pressure gradients and Darcy permeability coefficients is carried out. This paper shows that the confining pressure chamber is one of the factors that influence the permeability of rock mass. Under the same conditions of other fields, the larger the confining pressure, the lower the permeability of rock mass. The stress field acting on the rock mass has obvious influence on the seepage field flowing through the rock mass. The influence of seepage field through rock mass on temperature field inside rock mass is dominant. The effect of stress field acting on rock mass on the temperature field of rock mass distribution is not very significant. The triaxial compression test simulation of rock mass under multi-field coupling condition shows that the end effect is remarkable, the stress distribution at the edge is concentrated, and the stress distribution of rock mass is symmetrical.
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